CN114221502B - 一种提高封严效果的异形涨圈热固定工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属热处理技术领域，涉及一种提高封严效果的异形涨圈热固定工艺方法。在不改变异形涨圈的几何尺寸的前提下，提高异形涨圈封严零件、降低透光度的能力。借助辅助工装，使新型结构异形涨圈的开口两端在水平方向内外重叠，通过减小异形涨圈曲率半径、增加涨圈曲率的方式，提高了异形涨圈的封严能力，降低了封严后的组件透光度。

Description

一种提高封严效果的异形涨圈热固定工艺方法
技术领域
本发明属于金属热处理技术领域，涉及一种提高封严效果的异形涨圈热固定工艺方法。
背景技术
为满足特殊封严需要，一种新型的异形结构涨圈，要求在自由状态下，涨圈开口的两端上下交叉重叠，交叉重叠部分的尺寸需满足特定图纸设计要求。
这种涨圈的加工精度要求极高，要求热固定后，封严回转体零件的透光度不超过50％，由于缺乏相关加工经验，采取涨圈上下交叉重叠方式加工制造，产品合格率极低。
目前尚无相关文献报道解决该类技术问题。
发明内容
本发明的目的是：提供一种可以提高封严效果的异形涨圈热固定工艺方法，用于解决封严零件的透光度超标问题。
本发明的技术解决方案为：一种提高封严效果的异形涨圈热固定工艺方法，包括以下步骤，
步骤1根据异形涨圈的标准圆外径，加工制造同尺寸带有底座的圆柱筒形工装及长方体垫块；
步骤2将异形涨圈放入圆柱筒形工装底座；插入长方体垫块，使受压状态下异形涨圈开口内外交叉重叠的尺寸为自由状态下交叉重叠尺寸(2～3)倍；
步骤3陆续将内外交叉重叠的异形涨圈，依次放入圆柱筒形工装之内，将装有异形涨圈的圆柱筒形工装放入真空炉内，进行热固定；
步骤4热固定结束后，从炉内取出圆柱筒形工装，并依次取出异形涨圈；测量异形涨圈自由状态下的上下重叠尺寸，如果不合格，可进行2次返修；
步骤5对相应规格的回转体进行封严后，按照工艺规定进行透光度检测。
所述长方体垫块尺寸为(20～70)×(3～10)×(3～10)mm。
所述长方体垫块的截面为正方形，截面边长是异形涨圈径向水平壁厚的(1-3)倍。
所述步骤2长方体垫块插入时的对称尖角分别顶在异形涨圈及筒形工装的内壁上。
所述放入圆柱筒形工装之内的内外交叉重叠的异形涨圈处于水平状态。
所述热固定热处理工艺参数根据涨圈的制造材料制定。
所述步骤4返修次数≤2次。
所述圆柱筒形工装及长方体垫块的材质为GH4169或1Cr18Ni9Ti或1Cr18Ni10。
本发明的技术效果是：本发明一种可以提高封严效果的异形涨圈热固定工艺方法，在不改变异形涨圈的几何尺寸的前提下，提高异形涨圈封严零件、降低透光度的能力。借助辅助工装，使新型结构异形涨圈的开口两端在水平方向内外重叠，通过减小异形涨圈曲率半径、增加涨圈曲率的方式，提高了异形涨圈的封严能力，降低了封严后的组件透光度。
附图说明
图1异形涨圈结构示意图
图2圆柱筒形工装示意图
图3异形涨圈在水平方向上内外交叉重叠示意图
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明：
本发明在不改变异形涨圈的几何尺寸的前提下，利用减小异形涨圈曲率半径、增加涨圈曲率的方式，提高异形涨圈封严零件、降低透光度的能力。
首先，根据异形涨圈的标准圆外径，加工制造同尺寸的带有底座的筒形工装，为减重提高异形涨圈工装热固定工艺温度下的刚性及尺寸稳定性，筒底设有通孔，通孔直径为8～15mm；筒底及壁厚为(20～70)。
根据涨圈外径尺寸大小，加工制造(20～70)×(3～10)×(3～10)mm的长方体垫块若干。所述长方体垫块的截面为正方形，截面边长是异形涨圈径向水平壁厚的(1-3)倍。
将异形涨圈放入圆柱筒形工装底座。
计算出放入圆柱筒形工装内受压状态下的交叉重叠尺寸，数值约为自由状态下要求的开口两端上下相互交叉重叠尺寸数值的(2～3)倍。
在水平方向上，异形涨圈的两端开口水平内外交叉重叠。
为保持开口内外交叉重叠，在异形涨圈外侧与筒形工装之间，插入预先加工制造的长方体垫块。插入时长方体垫块的对称尖角分别顶在异形涨圈及筒形工装的内壁上，通过降低水平圆周方向的半径，增加筒形工装水平包容曲率，保证涨圈热固定后的曲率增大，发挥出涨圈的封严效果；所述长方体垫块与异形涨圈接触时，接触位置尖为倒圆过渡，防止长方体尖角棱边划伤异形涨圈。
插入长方体垫块的数量，使其能够满足开口内外交叉重叠的尺寸为前面计算出的交叉重叠尺寸(2～3)倍。
陆续将异形涨圈内外交叉重叠，依次放入圆柱筒形工装之内，并确保异形涨圈处于水平状态。
根据涨圈的制造材料，制定相应的热固定热处理工艺参数。
将装有异形涨圈的圆柱筒形工装放入真空炉内，进行热固定。
热固定结束后，从炉内取出圆柱筒形工装，并依次取出异形涨圈。
测量异形涨圈自由状态下的上下重叠尺寸，如果不合格，可进行2次返修，超过2次按报废处理。
对相应规格的回转体进行封严后，按照工艺规定进行透光度检测，不合格者可重复上述工序过程最多2次，2次后仍不合格，零件做报废处理。
圆柱筒形工装及长方体垫块的材质为GH4169、1Cr18Ni9Ti或1Cr18Ni10。
某规格异形涨圈，材质为GH3625，标准圆外径为200.95mm，标准圆内径为192.95mm，涨圈水平高度仅为1mm，自由状态下要求：异形涨圈开口两端能够上下交叉重叠，且重叠尺寸为(29～36)mm，封严外径为192.95mm回转体零件时，透光度≤50％。该异形涨圈示意图见图1所示。
首先，加工制造内径200.95mm、壁厚为10mm的圆柱筒形工装。圆柱筒形工装示意图见下图2所示，工装材质为1Cr18Ni9Ti。
加工制造50×5×5mm的长方体垫块10个，长方体垫块材质为1Cr18Ni9Ti。
将异形涨圈放入圆柱筒形工装底座。
本案例中开口两端自由状态下的相互交叉重叠的尺寸取30mm，放入圆柱筒形工装内时，按2.5倍计算热固定受压状态下的内外交叉重叠尺寸，为75mm。
在水平方向上，异形涨圈的两端开口内外交叉重叠，见下图3所示。
为保证水平方向上的内外交叉重叠，在异形涨圈外侧与圆柱筒形工装之间，插入预先加工制造的长方体垫块。
插入长方体垫块，并用尺子测量在圆柱筒形工装中受挤压后的内外交叉重叠尺寸，确保其尺寸在75mm左右。
陆续将异形涨圈内外交叉重叠，依次放入圆柱筒形工装之内，并确保异形涨圈处于水平状态。
该材料放入真空度≤0.133Pa的真空炉内，720℃保温6h，进行热固定。
热固定结束后，从炉内取出圆柱筒形工装，并依次取出异形涨圈。
测量自由状态下的开口两端上下交叉重叠的尺寸约为32mm左右。
按照上述工艺路径，对某规格回转体进行封严后，进行透光度检测，透光度由之前的70％以上下降为不足30％，满足了图纸工艺技术条件要求。
某规格异形涨圈，材质为GH3625，标准圆外径为176.35mm，标准圆内径为170.35mm，涨圈水平高度仅为1mm，自由状态下要求：异形涨圈开口两端能够上下交叉重叠，且重叠尺寸为(21～28)mm，封严外径为170.35mm回转体零件时，透光度≤50％。该异形涨圈示意图见图1所示。
首先，加工制造内径276.35mm、壁厚为8mm的圆柱筒形工装。圆柱筒形工装示意图见下图2所示，工装材质为1Cr18Ni9Ti。
加工制造20×3×3mm的长方体垫块10个，长方体垫块材质为1Cr18Ni9Ti。
将异形涨圈放入圆柱筒形工装底座。
本案例中开口两端自由状态下的相互交叉重叠的尺寸取24mm，放入圆柱筒形工装内时，按2.5倍计算热固定受压状态下的内外交叉重叠尺寸，为60mm。
在水平方向上，异形涨圈的两端开口内外交叉重叠，见下图3所示。
为保证水平方向上的内外交叉重叠，在异形涨圈外侧与圆柱筒形工装之间，插入预先加工制造的长方体垫块。
插入长方体垫块，并用尺子测量在圆柱筒形工装中受挤压后的内外交叉重叠尺寸，确保其尺寸在60mm左右。
陆续将异形涨圈内外交叉重叠，依次放入圆柱筒形工装之内，并确保异形涨圈处于水平状态。
该材料放入真空度≤0.133Pa的真空炉内，720℃保温6h，进行热固定。
热固定结束后，从炉内取出圆柱筒形工装，并依次取出异形涨圈。
测量自由状态下的开口两端上下交叉重叠的尺寸约为23mm左右。
按照上述工艺路径，对某规格回转体进行封严后，进行透光度检测，透光度由之前的80％以上下降为不足45％，满足了图纸工艺技术条件要求。

Claims (8)

1.一种提高封严效果的异形涨圈热固定工艺方法，其特征在于，包括以下步骤，
步骤1根据异形涨圈的标准圆外径，加工制造同尺寸带有底座的圆柱筒形工装及长方体垫块；
步骤2将异形涨圈放入圆柱筒形工装底座；插入长方体垫块，使受压状态下异形涨圈开口内外交叉重叠的尺寸为自由状态下交叉重叠尺寸(2～3)倍；
步骤3陆续将内外交叉重叠的异形涨圈，依次放入圆柱筒形工装之内，将装有异形涨圈的圆柱筒形工装放入真空炉内，进行热固定；
步骤4热固定结束后，从炉内取出圆柱筒形工装，并依次取出异形涨圈；测量异形涨圈自由状态下的上下重叠尺寸，如果不合格，可进行2次返修；
步骤5对相应规格的回转体进行封严后，按照工艺规定进行透光度检测。
2.如权利要求1所述的提高封严效果的异形涨圈热固定工艺方法，其特征在于，所述长方体垫块尺寸为(20～70)×(3～10)×(3～10)mm。
3.如权利要求1所述的提高封严效果的异形涨圈热固定工艺方法，其特征在于，所述长方体垫块的截面为正方形，截面边长是异形涨圈径向水平壁厚的(1-3)倍。
4.如权利要求1所述的提高封严效果的异形涨圈热固定工艺方法，其特征在于，所述步骤2长方体垫块插入时的对称尖角分别顶在异形涨圈及筒形工装的内壁上。
5.如权利要求1所述的提高封严效果的异形涨圈热固定工艺方法，其特征在于，所述放入圆柱筒形工装之内的内外交叉重叠的异形涨圈处于水平状态。
6.如权利要求1所述的提高封严效果的异形涨圈热固定工艺方法，其特征在于，所述热固定热处理工艺参数根据涨圈的制造材料制定。
7.如权利要求1所述的提高封严效果的异形涨圈热固定工艺方法，其特征在于，所述步骤4返修次数≤2次。
8.如权利要求1所述的提高封严效果的异形涨圈热固定工艺方法，其特征在于，所述圆柱筒形工装及长方体垫块的材质为GH4169或1Cr18Ni9Ti或1Cr18Ni10。
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